elektroporaatiota

Elektroporaatio on tekniikka, jossa solukalvon sähköisen kentän vaikutuksesta muodostuu tilapäisiä poreita, joiden kautta mikroravinnen suurimmat molekyylit, kuten DNA- tai RNA-molekyylit sekä lääkeaineet, voivat päästä solun sisälle. Poreiden muodostuminen muuttaa lipidikalvon läpäisevyyttä hetkellisesti, ja solun palautuminen kalvoonsa voi tapahtua nopeasti, mikä mahdollistaa solujen nopean muokkauksen laboratorio- ja kliinisissä sovelluksissa.

Elektroporaatiossa voidaan erottaa palautuva ja pysyvä elektroporaatio. Palautuvaan elektroporaatioon liittyy tilapäinen läpäisevyys ja solujen säilymiskyky tutkimusta varten, kun taas pysyvä elektroporaatio johtaa solukuolemaan ja on mahdollista eräissä terapeuttisissa tilanteissa. Menetelmää käytetään sekä in vitro -olosuhteissa solu- ja soluviljelmätasolla että in vivo -tilanteissa kudoksissa ja elimissä. Pulssien ominaisuudet, kuten kentän voimakkuus, pulssin pituus ja toistojen määrä sekä elektrodiensa tyyppi, vaikuttavat tuloksiin ja soluviljelytilanteeseen.

Käyttökohteita ovat geenien siirto ja molekyylien toimitus soluihin sekä CRISPR-/RNA- tai plasmiditoimitukset. In vitro elektroporaatiota käytetään laajasti soluviljelmissä transgeneettiseen muokkaukseen ja tutkimukseen. In vivo elektroporaatiota hyödynnetään esimerkiksi kasvaimien tai kudosten sähköisessä välittämisessä sekä elektrochemiaterapiassa, jossa sähköpulssit parantavat lääkkeen tai kemikaalin soluun pääsyä. Yleisiä terapiamuotoja ovat elektrotransfektio ja elektrochemotherapy, joissa yhdistyvät sähkö pulssit ja lääkeaine.

Rajoitteita ja turvallisuusnäkökulmia ovat kudoksen lämpeneminen (Joule-hehkutus), solujen ja kudosten vaurioitumisriski sekä kivuliaisuus tai lihaskouristukset in vivo -käytössä. Vaativammissa sovelluksissa tarvitaan huolellista suunnittelua, sopivia elektrodi- ja pulssiparametrien valintaa sekä asianmukaista valvontaa.